| General Information of Natural Product (ID: NP0844) | |||||||
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| Natural Product Name |
Total Carbohydrates
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| The Content Variation of Natural Product Induced by Different Factor(s) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Species Name: Brassica juncea (var. RLC-1) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Factor Name: CdCl2 Treatment; Earthworms Treatment | [1] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Experiment Detail |
To observe the effect of earthworms in Cd-polluted soils, a pot experiment was conducted. The seeds were washed with Tween 20 and surface sterilized before sowing. The pots were filled with soil and cattle dung (partially decomposed) in the ratio of 2:1. The pots were inoculated with earthworms (5 earthworms Kg -1 soil) 7 days prior to sowing, and seeds were then uniformly sown in pots. Plants were allowed to grow under natural conditions and then harvested after 30 and 60 days after sowing (DAS).Different concentrations of Cd (0.50, 0.75, 1.00 and 1.25 mM) were prepared using CdCl2 (anhydrous) obtained from HiMedia. The various concentrations were prepared by dissolving CdCl2 in double-distilled water. The soil was spiked with the different concentrations of Cd and analysed for Cd concentration before experimental set-up using atomic absorption spectrophotometer (AAS). The Cd content was found to be approximately 56 mg (0.5 mM Cd), 84 mg (0.75 mM Cd), 112 mg (1.00 mM Cd) and 140 mg (1.25 mM) in respective concentrations per kilogram of soil. All metal-treated soils were supplemented with fixed number of earthworms. Two sets were maintained which included one without earthworms (WTE) and other supplemented with earthworms (WE).
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| Factor Function |
Earthworms help to mitigate the toxic effects produced by Cd on plant growth and photosynthetic efficiency along with enhanced phytoremediation capacity when co-inoculated with Cd in soil.
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| Mechanism |
In the present study, the expression of genes CHLASE, PSY, CHS and PAL was enhanced in plants grown in Cd-treated soils supplemented with earthworms. Significant differences in expression of CHLASE, PSY, CHS and PAL were observed after the analysis of data using two-way ANOVA and Tukey's HSD test. The expression of gene CHLASE was enhanced by 1.56-fold in Cd-treated plants which was further enhanced to 3.63-fold when earthworms were co-inoculated along with Cd-treated soils. In comparison to control plants, the expression of PSY and CHS was significantly enhanced by 1.43-fold and 2.07-fold when plants were grown in 1.25 mM Cd treatment. The expression was further enhanced to 3.32-fold (PSY) and 3.37-fold (CHS) when earthworms were supplemented along with Cd treatment (1.25 mM). Similarly, significant increase in the expression of PAL was also observed in Cd-treated plants by 1.64-fold in Cd-treated soil which was enhanced to 2.74-fold in the presence of earthworms.
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| Factor | Part | Location | NP Content | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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0 mM CdCl2 + with earthworms + 30 DAS
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NA | Ludhiana, India |
NP Content: 48.64 ± 4.46 mg/g
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0 mM CdCl2 + with earthworms + 60 DAS
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NA | Ludhiana, India |
NP Content: 84.09 ± 2.05 mg/g
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0.50 mM CdCl2 + without earthworms + 30 DAS
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NA | Ludhiana, India |
NP Content: 62.31 ± 6.08 mg/g
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0.75 mM CdCl2 + without earthworms + 30 DAS
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NA | Ludhiana, India |
NP Content: 88.45 ± 5.69 mg/g
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1.00 mM CdCl2 + without earthworms + 30 DAS
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NA | Ludhiana, India |
NP Content: 107.39 ± 3.55 mg/g
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1.25 mM CdCl2 + without earthworms + 30 DAS
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NA | Ludhiana, India |
NP Content: 133.00 ± 6.49 mg/g
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0.50 mM CdCl2 + without earthworms + 60 DAS
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NA | Ludhiana, India |
NP Content: 77.08 ± 5.16 mg/g
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0.75 mM CdCl2 + without earthworms + 60 DAS
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NA | Ludhiana, India |
NP Content: 102.65 ± 2.00 mg/g
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1.00 mM CdCl2 + without earthworms + 60 DAS
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NA | Ludhiana, India |
NP Content: 116.86 ± 1.83 mg/g
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1.25 mM CdCl2 + without earthworms + 60 DAS
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NA | Ludhiana, India |
NP Content: 138.6 ± 8.305 mg/g
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0 mM CdCl2 + without earthworms + 30 DAS
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NA | Ludhiana, India |
NP Content: 32.20 ± 4.11 mg/g
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0 mM CdCl2 + without earthworms + 60 DAS
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NA | Ludhiana, India |
NP Content: 57.77 ± 3.13 mg/g
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0.50 mM CdCl2 + with earthworms + 30 DAS
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NA | Ludhiana, India |
NP Content: 76.48 ± 3.46 mg/g
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0.75 mM CdCl2 + with earthworms + 30 DAS
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NA | Ludhiana, India |
NP Content: 104.51 ± 5.74 mg/g
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1.00 mM CdCl2 + with earthworms + 30 DAS
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NA | Ludhiana, India |
NP Content: 122.2 ± 20.09 mg/g
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1.25 mM CdCl2 + with earthworms + 30 DAS
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NA | Ludhiana, India |
NP Content: 147.5 ± 6.64 mg/g
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0.50 mM CdCl2 + with earthworms + 60 DAS
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NA | Ludhiana, India |
NP Content: 96.24 ± 3.85 mg/g
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0.75 mM CdCl2 + with earthworms + 60 DAS
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NA | Ludhiana, India |
NP Content: 126.33 ± 8.22 mg/g
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1.00 mM CdCl2 + with earthworms + 60 DAS
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NA | Ludhiana, India |
NP Content: 132.13 ± 6.20 mg/g
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1.25 mM CdCl2 + with earthworms + 60 DAS
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NA | Ludhiana, India |
NP Content: 144.1 ± 7.045 mg/g
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| Species Name: Brassica juncea L. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Factor Name: CdCl2 Treatment; Citric Acid Treatment; Castasterone Treatment | [2] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Experiment Detail |
Earthen pots (12 in. diameter) were filled with five kg of soil per pot and arranged in a randomized block design (Kothari, 2004) with 5 pots for each treatment. 0 mM Cd(II) was added to the soil in form of anhydrous CdCl2. The seeds of B. juncea var. RLC-1 (procured from Punjab Agricultural University, Ludhiana, India) were surface sterilized with 0.5% (v/v) sodium hypochlorite. These were then soaked in different concentration of castasterone (CS) (0 nM) for 8 h before sowing. After seven days of germination, 0 mM citric acid (CA) was supplemented to the soil. The plants were harvested after 30 days of sowing, and fresh mature top leaves were analysed for biochemical, physiological and molecular studies.
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| Factor Function |
Castasterone (CS) and Citric Acid (CA) treatments also improved the osmolyte contents of the leaves which enabled the plants to tide over Cd (II) stress. Beta regression and multiple linear regression analysis showed that CS treatment has more positive effect on shoot height, fresh weight and photosynthetic pigments and efficiency than the CA treatment. The most effective concentration enhancing Cd(II) stress tolerance in B. juncea plants was seed soaking treatment with 100 nM CS and soil application of 0.6 mM/kg CA soil.
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| Mechanism |
The present study found that relative expression of CHLASE gene was significantly increased by 3.57 folds under Cd(II) toxicity. Seed pre-sowing treatment of 100 nM CS and soil citric acid application significantly lowered expression of CHLASE in 30 day old B. juncea leaves. MLR analysis also revealed positive effect of Cd(II) and negative effects of CA and CS treatments on fold change of CHLASE expression. Maximum reduction in CHLASE expression of 1.19 fold was observed with binary combination of CS (100 nM) and CA (0.6 mM/kg) in the leaves of Cd(II) stressed B. juncea.Expression of PSY and CHS genes was significantly enhanced by binary combination of CS and CA treatment by 2.85 fold and 5.15 fold, respectively. MLR analysis also revealed that CS, CA and Cd(II) treatments positively regressed on fold change of PSY and CHS expressions.
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| Factor | Part | Location | NP Content | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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0 mM/kg CdCl2 + 0 mM/kg Citric Acid+ 0 nM Castasterone (Control)
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Fresh leaves | NA |
NP Content: 3.68 ± 0.27 mg/g dry weight
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0 mM/kg CdCl2 + 0 mM/kg Citric Acid+ 0.01 nM Castasterone
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Fresh leaves | NA |
NP Content: 3.76 ± 0.23 mg/g dry weight
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0 mM/kg CdCl2 + 0 mM/kg Citric Acid+ 1 nM Castasterone
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Fresh leaves | NA |
NP Content: 3.81 ± 0.32 mg/g dry weight
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0 mM/kg CdCl2 + 0 mM/kg Citric Acid+ 100 nM Castasterone
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Fresh leaves | NA |
NP Content: 4.22 ± 0.11 mg/g dry weight
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0 mM/kg CdCl2 + 0.6 mM/kg Citric Acid+ 0 nM Castasterone
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Fresh leaves | NA |
NP Content: 3.93 ± 0.40 mg/g dry weight
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0 mM/kg CdCl2 + 0.6 mM/kg Citric Acid+ 0.01 nM Castasterone
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Fresh leaves | NA |
NP Content: 4.52 ± 0.38 mg/g dry weight
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0 mM/kg CdCl2 + 0.6 mM/kg Citric Acid+ 1 nM Castasterone
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Fresh leaves | NA |
NP Content: 4.72 ± 0.33 mg/g dry weight
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0 mM/kg CdCl2 + 0.6 mM/kg Citric Acid+ 100 nM Castasterone
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Fresh leaves | NA |
NP Content: 4.97 ± 0.35 mg/g dry weight
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0.6 mM/kg CdCl2 + 0 mM/kg Citric Acid+ 0 nM Castasterone
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Fresh leaves | NA |
NP Content: 4.77 ± 0.19 mg/g dry weight
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0.6 mM/kg CdCl2 + 0 mM/kg Citric Acid+ 0.01 nM Castasterone
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Fresh leaves | NA |
NP Content: 5.34 ± 0.42 mg/g dry weight
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0.6 mM/kg CdCl2 + 0 mM/kg Citric Acid+ 1 nM Castasterone
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Fresh leaves | NA |
NP Content: 5.51 ± 0.28 mg/g dry weight
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0.6 mM/kg CdCl2 + 0 mM/kg Citric Acid+ 100 nM Castasterone
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Fresh leaves | NA |
NP Content: 5.77 ± 0.28 mg/g dry weight
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0.6 mM/kg CdCl2 + 0.6 mM/kg Citric Acid+ 0 nM Castasterone
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Fresh leaves | NA |
NP Content: 5.63 ± 0.41 mg/g dry weight
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0.6 mM/kg CdCl2 + 0.6 mM/kg Citric Acid+ 0.01 nM Castasterone
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Fresh leaves | NA |
NP Content: 5.84 ± 0.20 mg/g dry weight
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0.6 mM/kg CdCl2 + 0.6 mM/kg Citric Acid+ 1 nM Castasterone
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Fresh leaves | NA |
NP Content: 5.87 ± 0.32 mg/g dry weight
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0.6 mM/kg CdCl2 + 0.6 mM/kg Citric Acid+ 100 nM Castasterone
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Fresh leaves | NA |
NP Content: 6.09 ± 0.26 mg/g dry weight
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